2023 Fiscal Year Annual Research Report
Membrane potential dynamics underlying hippocampal theta oscillations
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20K15926
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松本 信圭 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (40803143)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 海馬 / シータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
局所場電位は、動物の認知機能や行動との関連が知られ、その増強や減弱は認知機能の促進や低下につながることも知られる。従って、局所場電位と個々の神経細胞の活動の 具体的な関係性を理解することは認知機能の理解にもつながる課題であるといえる。局所場電位 は、電極の周りの多数の神経細胞の活動（シナプス活動、発火活動、膜電流など）を集合的に反映していると考えられてきた。しかし、これを支持する実験的証拠は局所場電位と単一細胞の神経活動の関係性からの示唆にとどまり、多細胞の（閾値下膜電位を含む）神経活動と 局所場電位の具体的な関係性は明らかではない。また、これまでにモデル研究において神経細胞のシナプス電流に基づいた局所場電位の予測は試みられてきたが、実際に複数の細胞から記録された神経活動に基づいて局所場電位を予測した例はない。これらはいずれも、in vivoにおいて 局所場電位と複数細胞の（シナプス入力や膜電流を直接反映する）膜電位を記録した例がほとんど存在しないことが一因であるといえる。そこで本研究では、海馬CA1野において局所場電位と最大4細胞の膜電位同時記録を達成し、海馬局所場電位の中でも麻酔下においても自発的かつ持続的に見られるシータ波に焦点をあてて、局所場電位のシータ波と複数細胞の膜電位シータ振動の具体的な関係性を記述してきた。これまでに、シータ振動の強度および周波数において、個々の神経細胞の膜電位と局所場電位の間に多様ながらも緩やかな相関関係が見られること、またシータ帯域において3細胞の膜電位から局所場電位をチャンスレベルより有意に予測可能であることを示唆してきた。
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